KR20220167888A - A method for preparing a nanocellulose using nonionic surfactants - Google Patents

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김일
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Abstract

The present invention relates to a physical interaction technology of nanocellulose, and more particularly, to a method for separating water in an aqueous solution through a physical interaction promoter of nanocellulose, and to the synthesis of the interaction promoter of nanocellulose, capable of increasing the dispersibility of the nanocellulose in a polymer matrix and improving the physical properties of a polymer composite material.

Description

비이온성 계면활성제를 이용한 나노 셀룰로오스의 제조 방법{A method for preparing a nanocellulose using nonionic surfactants}Method for preparing a nanocellulose using nonionic surfactants {A method for preparing a nanocellulose using nonionic surfactants}

본 발명은 나노 셀룰로오스의 물리적 상호작용 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 나노 셀룰로오스의 물리적 상호작용 촉진제를 통해서 수용액 상에서 물과 분리시키는 방법 및 고분자 매트릭스 내에서의 나노 셀룰로오스 분산성을 높이고 고분자 복합 소재의 물성을 향상시킬 수 있는 셀룰로오스 상호작용 촉진제의 합성에 관한 것이다. The present invention relates to a physical interaction technology of nanocellulose, and more particularly, to a method for separating nanocellulose from water in an aqueous solution through a physical interaction accelerator, and to increase the dispersibility of nanocellulose in a polymer matrix and to develop a polymer composite material. It relates to the synthesis of cellulose interaction promoters capable of improving physical properties.

지구상에서 가장 풍부한 고분자 재료인 셀룰로오스는 최근 다양한 방법으로 목재로부터 일정한 나노 크기의 섬유 형태를 경제적으로 제조하는데 성공함으로서 일반적인 고분자 복합재료의 강화제로 사용되는 탄소섬유나 유리 섬유를 대체할 수 있는 새로운 강화제로 각광받고 있다.Cellulose, the most abundant polymer material on earth, has recently succeeded in economically manufacturing certain nano-sized fibers from wood using various methods, and is a new reinforcing agent that can replace carbon fibers or glass fibers used as reinforcing agents for general polymer composite materials. Be in the spotlight.

대표적으로 섬유형태의 나노 셀룰로오스(Nanocellulose, NC)는 표면적이 넓고 종횡비가 높아 기계적 성질이 우수할 뿐만 아니라 친환경성, 생분해성, 생체적합성으로 복합재료의 강화제로 이용될 시 친환경적 재생 가능한 소재로 이용 가능한 장점이 있다.As a representative example, nanocellulose (NC) in the form of fibers has a large surface area and high aspect ratio, so it not only has excellent mechanical properties, but also has eco-friendliness, biodegradability, and biocompatibility. There are advantages.

현재 전세계 자동차 관련 기업들이 자동차의 중량을 감소시키기 위해 끊임없이 노력하고 있다. 자동차의 대표적인 산업 소재로 사용되는 폴리우레탄은 석유에서 유래한 폴리올과 톨루엔디이소시아네이트(TDI, Toluene diisocyanate) 또는 메틸렌디페닐디이소시아네이트(Methylene diphenyl diisocyanate, MDI)와 같은 이소시아네이트를 주재료로 만들어진다. 그러나 2013년 교토 의정서 발효에 의한 탄소세 도입으로 기존의 석유 고분자 소재 사용은 제한될 것이다. 자동차 제조사들은 자동차 제조에 사용되는 다양한 고분자 소재에 대해 지속성장형 플라스틱(Sustainable Plastic)을 사용하는 전략을 수립하였다. 전세계의 자동차 업계는 지속적으로 엄격해지는 환경 규제에 대해 적극적으로 대응하고 있다. 최근, 독일을 중심으로 식물성 오일을 원료로 사용한 그린 카본계 폴리올을 제조하였고, Ford 자동차 회사는 Mustang 자동차 시트의 5%를 NOP 함량이 높은 대두유 기반의 바이오폴리올을 이용한 Soy bean oil based Foam으로 제작하였다. 소형 승용차 1대의 경우 보통 150 kg의 플라스틱이 쓰이는데, 폴리우레탄(Polyurethane)은 전체 플라스틱의 15 내지 20% 정도가 사용된다. 자동차에 사용되는 폴리우레탄의 양은 평균 22.5 내지 30 kg이다. Utech 자료에 따르면, 석유 유래 폴리우레탄 대신에 바이오폴리올을 사용하면 연간 272.2 톤의 이산화탄소의 절감효과가 있을 것으로 예측된다. 바이오폴리올 유래 폴리우레탄의 함량이 증가하면 순수한 폴리우레탄 대비 폴리우레탄의 물성이 감소하는바, 이를 보완하기 위해 미세결정 셀룰로스를 폴리우레탄와 결합 또는 충전하였다.Currently, automobile-related companies around the world are constantly striving to reduce the weight of automobiles. Polyurethane, which is used as a representative industrial material for automobiles, is mainly made of petroleum-derived polyol and isocyanate such as toluene diisocyanate (TDI) or methylene diphenyl diisocyanate (MDI). However, the use of existing petroleum polymer materials will be limited due to the introduction of a carbon tax by the Kyoto Protocol in 2013. Automakers have established a strategy to use sustainable plastic for various polymer materials used in automobile manufacturing. The global automotive industry is actively responding to ever-strengthening environmental regulations. Recently, green carbon-based polyol using vegetable oil as a raw material has been manufactured mainly in Germany, and Ford Motor Company has produced 5% of Mustang car seats with soy bean oil-based foam using soybean oil-based bio-polyol with high NOP content. . In the case of one small passenger car, 150 kg of plastic is usually used, and polyurethane uses about 15 to 20% of the total plastic. The amount of polyurethane used in automobiles averages 22.5 to 30 kg. According to Utech data, using biopolyol instead of petroleum-derived polyurethane is expected to save 272.2 tons of carbon dioxide per year. When the content of biopolyol-derived polyurethane increases, physical properties of polyurethane decrease compared to pure polyurethane. To compensate for this, microcrystalline cellulose was combined with or filled with polyurethane.

하지만 셀룰로오스 표면의 수산화기(hydroxyl group, -OH)로 인해 강한 친수성 성질을 지니고 수용액 상태에서의 물과 분리시키기 어려운 문제점 및 소수성 고분자 매트릭스와 혼합 시, 고르게 분산되지 않고 응집되거나 빠르게 침전되는 문제점을 가진다.However, due to the hydroxyl group (-OH) on the surface of cellulose, it has strong hydrophilic properties, and it is difficult to separate from water in an aqueous solution state, and when mixed with a hydrophobic polymer matrix, it is not evenly dispersed and aggregates or rapidly precipitates.

이를 해결해고자 종래의 나노 셀룰로오스 표면개질 방법은 표면의 수산화기를 화학적으로 개질하는 방법 혹은 양이온 계면활성제를 사용해 정전기적 인력으로 개질하는 방법을 통하여 소수성을 부여하였다.In order to solve this problem, the conventional method of modifying the surface of nano cellulose is to impart hydrophobicity through a method of chemically modifying the hydroxyl group on the surface or a method of modifying by electrostatic attraction using a cationic surfactant.

상기의 화학적 개질 방법은 대표적으로 이소시아네이트를 작용기로 우레탄 결합을 이용해 수산화기를 개질하는 방법을 사용한다. 이 경우 수분산 되어 있는 나노 셀룰로오스를 완벽하게 물을 제거하는 과정에서 높은 열을 가하거나 동결시키는 등의 고에너지가 요구되며 이후 화학적 개질을 위한 유기용매 및 촉매, 반응물질을 모두 고려한다면 합성과정의 복잡함 및 경제적인 문제로 인해 대량의 셀룰로오스 표면 개질에는 부적합하다. 또 다른 대표적인 방법으로 알려진 알케닐석신산무수물을 이용하는 방법을 포함하여 소수성을 부여하기 위해 발표된 화학적 개질 방법들 역시 앞서 언급한 문제점으로 인해 대량의 나노 셀룰로오스 표면 개질에는 적합하지 않다. 이에 세틸트리메틸암모늄 브로마이드(CTAB), 디메틸디옥타데실암모늄클로라이드(DODMAC)와 같은 양이온 계면활성제의 정전기적 인력을 이용한 표면 개질이 발표되었지만, 이후 합성 공정에서 표면개질제로 사용된 양이온으로 인해 야기될 여러 가지 부반응의 문제점을 해결해야 하는 어려움이 존재한다.The above chemical modification method typically uses a method of modifying a hydroxyl group using isocyanate as a functional group and using a urethane bond. In this case, high energy such as application of high heat or freezing is required in the process of completely removing water from the water-dispersed nanocellulose, and considering all organic solvents, catalysts, and reactants for chemical reforming, the synthesis process is It is not suitable for bulk cellulose surface modification due to complexity and economic problems. Chemical modification methods announced for imparting hydrophobicity, including a method using alkenylsuccinic anhydride known as another representative method, are also not suitable for surface modification of large amounts of nanocellulose due to the aforementioned problems. Accordingly, surface modification using the electrostatic attraction of cationic surfactants such as cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) and dimethyldioctadecylammonium chloride (DODMAC) has been announced, but several problems caused by cations used as surface modifiers in subsequent synthesis processes have been reported. There are difficulties in solving the problem of side reactions.

전 세계적으로 환경에 대한 관심이 점차 늘어남에 따라, 석유기반 고분자를 친환경적인 재생 및 지속 가능한 물질로 합성하고자 하는 노력이 계속되고 있다. 이러한 세계적 시장의 관심에 따라 본원발명의 발명자는 식물에서 원료를 얻음으로써 친환경적인 성질과 함께 복합재료의 기계적 강도 향상, 경량성 등의 성질을 지니는 나노 셀룰로오스를 고분자 복합재료의 강화재로 생산 및 공정 시스템 개발을 위한 다양한 노력을 하여 본 발명을 완성하기에 이르렀다. As interest in the environment gradually increases worldwide, efforts are being made to synthesize petroleum-based polymers into environmentally friendly, renewable and sustainable materials. In accordance with the interest of the global market, the inventors of the present invention obtained raw materials from plants to produce nanocellulose, which has properties such as improved mechanical strength and lightness of composite materials along with environmentally friendly properties, as a reinforcing material for polymer composite materials. Production and process system Various efforts for development have led to the completion of the present invention.

한국 공개특허 제10-2018-0128251호Korean Patent Publication No. 10-2018-0128251

이에 본 발명의 일측면은 상기와 같은 문제점을 근본적으로 해결하기 위해 비이온성 계면활성제를 기반으로 한 표면개질제로 개질된 신규한 나노셀룰로오스 및 이의 제조 방법을 제공하고자 한다. Accordingly, one aspect of the present invention is to provide a novel nanocellulose modified with a surface modifier based on a nonionic surfactant and a manufacturing method thereof in order to fundamentally solve the above problems.

본 발명의 일측면은 나노셀룰로오스 개질을 위한 신규한 비이온성 계면활성제 및 이의 제조 방법을 제공하고자 한다.One aspect of the present invention is to provide a novel nonionic surfactant for modifying nanocellulose and a method for preparing the same.

본 발명의 다른 측면은 신규한 표면개질제로 개질된 나노셀룰로오스의 제조 방법 및 상기 방법으로 제조된 나노 셀룰로오스를 제공하고자 한다.Another aspect of the present invention is to provide a method for preparing nanocellulose modified with a novel surface modifier and nanocellulose prepared by the method.

본 발명의 또 다른 측면은 나노 셀룰로오스의 분산성이 향상된 고분자 매트릭스 및 이의 제조방법을 제공하고자 한다.Another aspect of the present invention is to provide a polymer matrix with improved dispersibility of nano-cellulose and a method for preparing the same.

구체적으로, 발명의 목적은 셀룰로오스의 물리적 상호작용 촉진제를 통해서 수용액 내에서의 물과 나노셀룰로오스의 분리를 가능하게 하며 이후, 고분자 매트릭스 내에서의 셀룰로오스의 분산성을 높이는 것과 동시에 고분자 복합소재의 물성을 향상시킬 수 있는 대량의 셀룰로오스의 침전과 분산이 가능한 상호작용 촉진제의 제조방법과 셀룰로오스 침전 및 분산 방법을 제공하는데 있다.Specifically, an object of the present invention is to enable the separation of water and nanocellulose in an aqueous solution through a physical interaction accelerator of cellulose, and then to increase the dispersibility of cellulose in a polymer matrix and at the same time to improve the physical properties of a polymer composite material. It is to provide a method for preparing an interaction promoter capable of precipitating and dispersing a large amount of cellulose and a method for precipitating and dispersing cellulose.

상기와 같은 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 하기와 같은 해결 수단을 제공한다.In order to solve the above problems, the following solutions of the present invention are provided.

본 발명의 일측면은, 나노셀룰로오스 표면개질제에 있어서, 상기 나노셀룰로오스 표면개질제는 글리시돌(glycidol)로 친수성기가 개환된 비이온성 계면활성제인, 나노셀룰로오스 표면개질제를 제공한다.One aspect of the present invention provides a nanocellulose surface modifier, wherein the nanocellulose surface modifier is a nonionic surfactant in which a hydrophilic group is ring-opened with glycidol.

본 발명의 일측면에 있어서, 상기 비이온성 계면활성제는 탄소수 4 내지 25의 카르복시산 화합물, 탄소수 4 내지 25의 알코올 화합물 및 탄소수 4 내지 25의 아민 화합물 중 어느 하나 이상과 글리시돌의 개환반응에 의해 제조된 비이온성 계면활성제인, 나노셀룰로오스 표면개질제를 제공한다.In one aspect of the present invention, the nonionic surfactant is a carboxylic acid compound having 4 to 25 carbon atoms, an alcohol compound having 4 to 25 carbon atoms, and an amine compound having 4 to 25 carbon atoms, by a ring-opening reaction between any one or more of glycidol Provided is a nonionic surfactant prepared, a nanocellulose surface modifier.

일 구현예에 있어서, 상기 탄소수 4 내지 25의 카르복시산 화합물은 부틸릭산, 발레릭산, 카프로익산, 에나틱산, 카프릴릭산, 페라르고닉산, 카프릭산, 언데실릭산, 로우릭산, 트리데실릭산, 미리스틱산, 펜타데실릭산, 팔미틱산, 마가릭산, 스테아릭산, 노나데실릭산, 아라키틱산, 헨아이코실릭산, 베헤닉산, 트리코실릭산, 리그노세릭산, 알파-리놀렉닉산, 스테아리도닉산, 아이코사펜타에노익산, 도코사핵사에노익산, 리놀릭산, 감마-리놀릭산, 디호모-감마-리놀에니산, 아라키노닉산, 도코사테트라에노익산, 팔미톨레일산, 바세닉산, 파울리닉산, 올레인산, 엘라이딕산, 곤도익산, 에루식산, 너보닉산 및 미드산 중에서 선택되는 어느 하나 이상이며, 상기 탄소수 4 내지 25의 알코올 화합물은 부탄올, 펜탄올, 헥산올, 헵탄올, 옥탄올, 노난올, 데카놀, 언데카놀, 도데카놀, 트리데카놀, 테트라데카놀, 펜타데카놀, 팔미틸 알코올, 옥타데카놀, 노나데카놀, 아이코사놀, 헤네이코사놀, 도코사놀, 트리코사놀, 테트라코사놀 및 펜타코사놀 중에서 선택되는 어느 하나 이상이며, 상기 탄소수 4 내지 25의 아민 화합물은 부탄아민, 펜탄아민, 헥산아민, 헵탄아민, 옥탄아민, 노난아민, 데칸아민, 언데칸아민, 도데칸아민, 트리테칸아민, 테트라데칸아민, 펜타데칸아민, 헥사데칸아민, 헵타데칸아민, 옥타데칸아민, 노나데칸아민, 아이코산아민, 헨니코산아민, 도코산아민, 트리코산아민, 테트라코산아민 및 펜타코산아민 중에서 선택되는 어느 하나 이상인, 나노셀룰로오스 표면개질제를 제공한다.In one embodiment, the carboxylic acid compound having 4 to 25 carbon atoms is butyric acid, valeric acid, caproic acid, enatic acid, caprylic acid, ferragonic acid, capric acid, undecylic acid, lauric acid, tridecylic acid, Myristic acid, pentadecylic acid, palmitic acid, margaric acid, stearic acid, nonadesilic acid, arachitic acid, henicosilic acid, behenic acid, trichosilic acid, lignoceric acid, alpha-linolenic acid, stearidonic acid , Eicosapentaenoic acid, docosahexaenoic acid, linolic acid, gamma-linoleic acid, dihomo-gamma-linolenic acid, arachinonic acid, docosatetraenoic acid, palmitoleic acid, vasenic acid , Paulinic acid, oleic acid, elaidic acid, gondoic acid, erusic acid, nerbonic acid, and at least one selected from mead acid, and the alcohol compound having 4 to 25 carbon atoms is butanol, pentanol, hexanol, heptanol, and octanol. , nonanol, decanol, undecanol, dodecanol, tridecanol, tetradecanol, pentadecanol, palmityl alcohol, octadecanol, nonadecanol, icosanol, heneicosanol, docosanol, tri At least one selected from cosanol, tetracosanol, and pentacosanol, and the amine compound having 4 to 25 carbon atoms is butanamine, pentanamine, hexanamine, heptanamine, octanamine, nonanamine, decaneamine, and undecane. Amine, dodecaneamine, tritecanamine, tetradecaneamine, pentadecaneamine, hexadecaneamine, heptadecanamine, octadecanamine, nonadecanamine, icosaneamine, hennicosanamine, docosanamine, trichosanamine , It provides a nanocellulose surface modifier, which is at least one selected from tetracosanamine and pentacosanamine.

본 발명의 일측면에 있어서, 상기 나노셀룰로오스 표면개질제는 하이퍼브랜치드폴리글리시돌(Hyerbranched polyglycidol, HBPG) 형태인, 나노셀룰로오스 표면개질제를 제공한다.In one aspect of the present invention, the nanocellulose surface modifier provides a hyperbranched polyglycidol (HBPG) form, a nanocellulose surface modifier.

본 발명의 일측면에 있어서, 상기 나노셀룰로오스 표면개질제는 탄소수 4 내지 25의 카르복시산 화합물, 탄소수 4 내지 25의 알코올 화합물 및 탄소수 4 내지 25의 아민 화합물 중 어느 하나 이상과 글리시돌이 1 : 1 내지 30의 몰비로 반응하여 제조된 것인, 나노셀룰로오스 표면개질제를 제공한다.In one aspect of the present invention, the nanocellulose surface modifier is any one or more of a carboxylic acid compound having 4 to 25 carbon atoms, an alcohol compound having 4 to 25 carbon atoms, and an amine compound having 4 to 25 carbon atoms and glycidol in a ratio of 1: 1 to 30 It provides a nanocellulose surface modifier prepared by reacting in a molar ratio of.

본 발명의 일측면에 있어서, 상기 나노셀룰로오스 표면개질제는 탄소수 4 내지 25의 카르복시산 화합물과 글리시돌이 1 : 1 내지 8의 몰비로 반응하여 제조된 것인, 나노셀룰로오스 표면개질제를 제공한다.In one aspect of the present invention, the nanocellulose surface modifier is prepared by reacting a carboxylic acid compound having 4 to 25 carbon atoms with glycidol in a molar ratio of 1: 1 to 8, to provide a nanocellulose surface modifier.

본 발명의 일측면에 있어서, 상기 나노셀룰로오스 표면개질제는 수산화기가 1 내지 10개인, 나노셀룰로오스 표면개질제를 제공한다.In one aspect of the present invention, the nanocellulose surface modifier provides a nanocellulose surface modifier having 1 to 10 hydroxyl groups.

본 발명의 일측면 중 어느 하나의 나노셀룰로오스 표면개질제의 제조 방법에 있어서, 상기 방법은 탄소수 4 내지 25의 카르복시산 화합물, 탄소수 4 내지 25의 알코올 화합물 및 탄소수 4 내지 25의 아민 화합물 중 어느 하나 이상과 촉매를 투입하는 단계; 30 분 내지 5시간 동안 80℃ 내지 120℃로 질소 퍼징하는 단계; 및 글리시돌을 투입 후 4 내지 48 시간 동안 반응시키는 단계;를 포함하는, 나노셀룰로오스 표면개질제의 제조방법을 제공한다.In the method for producing a nanocellulose surface modifier of any one of the aspects of the present invention, the method comprises any one or more of a carboxylic acid compound having 4 to 25 carbon atoms, an alcohol compound having 4 to 25 carbon atoms, and an amine compound having 4 to 25 carbon atoms Injecting a catalyst; Nitrogen purging at 80° C. to 120° C. for 30 minutes to 5 hours; and reacting for 4 to 48 hours after adding glycidol.

본 발명의 다른 측면은 표면이 개질된 나노셀룰로오스의 제조방법에 있어서, 상기 방법은 나노셀룰로오스 수용액과 상기 본 발명의 일측면 중 어느 하나의 나노셀룰로오스 표면개질제를 혼합하는 단계; 혼합 용액을 원심분리하는 단계; 및 원심 분리 후 다량의 물을 제거하는 단계;를 포함하는 표면이 개질된 나노셀룰로오스의 제조방법을 제공한다.Another aspect of the present invention is a method for producing surface-modified nanocellulose, the method comprising: mixing a nanocellulose aqueous solution and the nanocellulose surface modifier of any one of the aspects of the present invention; Centrifuging the mixed solution; and removing a large amount of water after centrifugation.

본 발명의 다른 측면에 있어서, 상기 나노셀룰로오스 수용액에 포함된 나노셀룰로오스와 상기 나노셀룰로오스 표면개질제는 1 대 0.2 내지 3 의 중량비로 혼합되는 것인, 표면이 개질된 나노셀룰로오스의 제조방법을 제공한다.In another aspect of the present invention, the nanocellulose and the nanocellulose surface modifier contained in the nanocellulose aqueous solution are mixed in a weight ratio of 0.2 to 3 to 1, to provide a method for producing nanocellulose with a modified surface.

본 발명의 다른 측면에 있어서, 상기 본 발명의 다른 측면에 따라 제조된 표면이 개질된 나노셀룰로오스를 제공한다.In another aspect of the present invention, a surface-modified nanocellulose prepared according to another aspect of the present invention is provided.

일 구현예에 있어서, 상기 표면이 개질된 나노셀룰로오스는 슬러리 형태인, 표면이 개질된 나노셀룰오스를 제공한다.In one embodiment, the surface-modified nanocellulose provides surface-modified nanocellulose in the form of a slurry.

일 구현예에 있어서,상기 표면이 개질된 나노셀룰로오스는 상기 표면개질제와 나노셀룰로오스가 수소 결합으로 결합된 것인, 표면이 개질된 나노셀룰오스를 제공한다.In one embodiment, the surface-modified nanocellulose provides surface-modified nanocellulose, wherein the surface-modifying agent and the nanocellulose are bonded through a hydrogen bond.

본 발명의 또 다른 측면은 나노셀룰로오스가 분산된 폴리올 고분자 매트리스의 제조방법에 있어서, 폴리올에 상기 본 발명의 일측면 중 어느 하나의 나노셀룰로오스 표면개질제로 표면이 개질된 나노셀룰로오스를 분산, 주입 또는 첨가하는 단계;를 포함하는, 나노셀룰로오스가 분산된 폴리올 고분자 매트리스의 제조방법을 제공한다.Another aspect of the present invention is a method for manufacturing a polyol polymer matrix in which nanocellulose is dispersed, wherein nanocellulose whose surface is modified with the nanocellulose surface modifier of any one of the aspects of the present invention is dispersed, injected, or added to a polyol. It provides a method for producing a polyol polymer matrix in which nanocellulose is dispersed, including;

본 발명의 또 다른 측면에 있어서, 상기 방법은 혼합 용액에서 물을 제거하는 단계;를 더 포함하는, 나노셀룰로오스가 분산된 폴리올 고분자 매트리스의 제조방법을 제공한다.In another aspect of the present invention, the method provides a method for producing a polyol polymer mattress in which nanocellulose is dispersed, further comprising removing water from the mixed solution.

본 발명의 또 다른 측면에 있어서, 상기 폴리올 고분자 매트리스 전체 중량에 상기 표면이 개질된 나노셀룰로오스는 폴리올 0.1 중량% 내지 10 중량%로 포함되는 것인, 나노셀룰로오스가 분산된 폴리올 고분자 매트리스의 제조방법을 제공한다.In another aspect of the present invention, a method for producing a polyol polymer mattress in which nanocellulose is dispersed, wherein the surface-modified nanocellulose is included in 0.1% to 10% by weight of polyol based on the total weight of the polyol polymer mattress to provide.

본 발명의 또 다른 측면에 따라 제조된 나노셀룰로오스가 분산된 폴리올 고분자 매트리스를 제공한다.Another aspect of the present invention provides a polyol polymer matrix in which nanocellulose is dispersed.

일 구현예에 있어서, 상기 폴리올 고분자 매트리스는 인장강도 및 내열성이 향상된 것인, 폴리올 고분자 매트리스를 제공한다.In one embodiment, the polyol polymer mattress provides a polyol polymer mattress with improved tensile strength and heat resistance.

본 발명의 일측면에 따른 표면개질제로 나노셀룰로오스를 제조하는 경우, 표면개질제와 나노셀룰로오스 사이에 물리적 수소결합으로 인해 나노셀룰로오스 수용액 내에서 침전을 용이하게 한다.When preparing nanocellulose as a surface modifier according to one aspect of the present invention, precipitation is facilitated in an aqueous solution of nanocellulose due to a physical hydrogen bond between the surface modifier and nanocellulose.

본 발명의 일측면에 따른 표면개질제로 나노셀룰로오스를 제조하는 경우, 나노셀룰로오스와 물리적으로 결합된 표면개질제의 알킬체인의 소수성 특성으로 인해 고분자 매트릭스 내에서의 분산성을 높일 수 있다.In the case of preparing nanocellulose as a surface modifier according to one aspect of the present invention, the dispersibility in the polymer matrix can be increased due to the hydrophobic nature of the alkyl chain of the surface modifier physically bonded to the nanocellulose.

본 발명의 일측면에 따른 표면개질제로 나노셀룰로오스 및 이를 포함한 고분자 매트릭스를 제조하는 경우, 표면개질제의 수산화기의 수를 조절하여 고분자 매트릭스의 종류에 따라 분산성을 높이고 물성을 향상시킬 수 있다.In the case of preparing nanocellulose and a polymer matrix including the same as the surface modifier according to one aspect of the present invention, the number of hydroxyl groups of the surface modifier may be adjusted to increase dispersibility and improve physical properties depending on the type of polymer matrix.

본 발명의 일측면에 따른 표면개질제로 나노셀룰로오스를 제조하는 경우, 물리적 상호작용만으로 나노셀룰로오스의 표면을 개질시키므로 이후 공정에 일어날 수 있는 부반응을 최소화시킬 수 있다.In the case of preparing nanocellulose with the surface modifier according to one aspect of the present invention, since the surface of nanocellulose is modified only by physical interaction, side reactions that may occur in subsequent processes can be minimized.

본 발명의 일측면에 따른 표면개질제로 나노셀룰로오스를 제조하는 경우, 저가의 시작물질을 사용하며, 표면개질공정이 비교적 낮은 온도에서 화학적 반응 없이 수행할 수 있는 이점이 있다. 이로 인해 대량의 나노셀룰로오스에 대한 표면 개질 공정을 진행할 수 있다.In the case of producing nanocellulose as a surface modifier according to one aspect of the present invention, there is an advantage in that inexpensive starting materials are used and the surface modification process can be performed at a relatively low temperature without chemical reaction. Due to this, it is possible to proceed with a surface modification process for a large amount of nanocellulose.

본 발명의 일측면에 따른 표면개질제로 나노셀룰로오스를 제조하는 경우, 시중에서 판매되는 수산기, 카르복시기, 아민기를 가지는 다양한 비이온성계면활성제를 시작물질로 하므로, 다양한 고분자에 나노셀룰로오스 분산을 적절하게 사용할 수 있다. When preparing nanocellulose as a surface modifier according to one aspect of the present invention, since various nonionic surfactants having hydroxyl groups, carboxyl groups, and amine groups sold on the market are used as starting materials, nanocellulose dispersion can be appropriately used in various polymers. there is.

본 발명의 일측면에 따른 표면개질제로 나노셀룰로오스 및 이를 포함한 고분자 매트릭스를 제조하는 경우, 우수한 내열성 향상 효과를 나타낸다.In the case of preparing nanocellulose and a polymer matrix including the same as the surface modifier according to one aspect of the present invention, an excellent heat resistance improving effect is exhibited.

본 발명의 일측면에 따른 표면개질제로 나노셀룰로오스 및 이를 포함한 고분자 매트릭스를 제조하는 경우, 우수한 인장강도 향상 효과를 나타낸다.When preparing nanocellulose and a polymer matrix including the same as the surface modifier according to one aspect of the present invention, it exhibits an excellent tensile strength improving effect.

도 1은 본 발명에 따른 셀룰로오스의 표면 개질 모식도이다. 나노셀룰로오스는 제조과정에서 수분산 형태로 존재하고(건식 방법으로는 나노 직경까지 해섬 불가), 이렇게 수분산 형태로 존재하는 나노셀룰로오스를 물과 분리하기 위해, 상호작용 촉진제(표면개질제)를 제조하여, 투입시키게 된다. 이후 나노셀룰로오스와 표면개질제의 물리적 수소 결합으로 침전되고, 나노셀룰로오스+상호작용 촉진제의 표면에는 상호작용 촉진제의 알킬기로 인해 소수성을 가지게 된다. 이렇게 얻어진 물질을 고분자(Polyol) 등에 분산하게 되면, 적절한 상호 극성으로 분산도가 향상되는 효과를 얻게 된다.
도 2는 나노셀룰로오스와 물을 분리하는 사진이다.
도 3은 실험예 1의 결과이다.
도 4은 실험예 2-1의 결과이다.
도 5은 실험예 2-2의 결과이다.
도 6은 실험예 3의 결과이다.
도 7은 실험예 4의 결과이다.
도 8은 실험예 5의 결과이다.
도 9은 실험예 6의 결과이다.
도 10은 실험예 7의 결과이다.
도 11a 및 도 11b는 실험예 8의 결과이다.
도 12은 실험예 9의 결과이다.
1 is a schematic diagram of surface modification of cellulose according to the present invention. Nanocellulose exists in the form of water dispersion during the manufacturing process (cannot be dissolved to the nano diameter by dry method), and in order to separate the nanocellulose that exists in the form of water dispersion from water, an interaction promoter (surface modifier) is prepared , will be put in. Then, it is precipitated by physical hydrogen bonding of nanocellulose and surface modifier, and the surface of nanocellulose + interaction promoter has hydrophobicity due to the alkyl group of interaction promoter. When the material obtained in this way is dispersed in a polymer or the like, an effect of improving the degree of dispersion with appropriate mutual polarity is obtained.
Figure 2 is a photograph of separating nanocellulose and water.
3 is a result of Experimental Example 1.
4 is a result of Experimental Example 2-1.
5 is a result of Experimental Example 2-2.
6 is a result of Experimental Example 3.
7 is a result of Experimental Example 4.
8 is a result of Experimental Example 5.
9 is a result of Experimental Example 6.
10 is the result of Experimental Example 7.
11a and 11b are results of Experimental Example 8.
12 is a result of Experimental Example 9.

본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되면 공지 구성 및 기능에 대한 설명은 생략한다. 본 명세서에서 "포함"한다는 것은 특별한 기재가 없는 한 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.If it is determined that the gist of the present invention may be obscured, descriptions of known configurations and functions will be omitted. "Including" in this specification means that it may further include other components unless otherwise specified.

본 명세서에 있어서, 범위가 변수에 대해 기재되는 경우, 상기 변수는 상기 범위의 기재된 종료점들을 포함하는 기재된 범위 내의 모든 값들을 포함하는 것으로 이해될 것이다. 예를 들면, "5 내지 10"의 범위는 5, 6, 7, 8, 9, 및 10의 값들뿐만 아니라 6 내지 10, 7 내지 10, 6 내지 9, 7 내지 9 등의 임의의 하위 범위를 포함하고, 5.5, 6.5, 7.5, 5.5 내지 8.5 및 6.5 내지 9 등과 같은 기재된 범위의 범주에 타당한 정수들 사이의 임의의 값도 포함하는 것으로 이해될 것이다. 또한 예를 들면, "10% 내지 30%"의 범위는 10%, 11%, 12%, 13% 등의 값들과 30%까지를 포함하는 모든 정수들뿐만 아니라 10% 내지 15%, 12% 내지 18%, 20% 내지 30% 등의 임의의 하위 범위를 포함하고, 10.5%, 15.5%, 25.5% 등과 같이 기재된 범위의 범주 내의 타당한 정수들 사이의 임의의 값도 포함하는 것으로 이해될 것이다.In this specification, where ranges are stated for a variable, it will be understood that the variable includes all values within the stated range inclusive of the stated endpoints of the range. For example, a range of "5 to 10" includes values of 5, 6, 7, 8, 9, and 10, as well as any subrange of 6 to 10, 7 to 10, 6 to 9, 7 to 9, and the like. inclusive, as well as any value between integers that fall within the scope of the stated range, such as 5.5, 6.5, 7.5, 5.5 to 8.5 and 6.5 to 9, and the like. Also, for example, the range of "10% to 30%" includes values such as 10%, 11%, 12%, 13%, etc., and all integers up to and including 30%, as well as values from 10% to 15%, 12% to 12%, etc. It will be understood to include any sub-range, such as 18%, 20% to 30%, and the like, as well as any value between reasonable integers within the scope of the stated range, such as 10.5%, 15.5%, 25.5%, and the like.

이하 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명의 '표면개질'은 나노 셀룰로오스의 표면에 존재하는 관능기 또는 작용기를 변경시키는 것을 의미한다. 바람직하게 친수성 작용기 또는 관능기를 비친수성 또는 소수성 작용기 또는 관능기로 변경하거나, 아민 작용기 또는 관능기를 부가할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 바람직하게 본원발명에 기재된 글리시돌로 개환된 비이온성 계면활성제를 사용하여 표면개질 할수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.'Surface modification' of the present invention means changing functional groups or functional groups present on the surface of nanocellulose. Preferably, a hydrophilic functional group or functional group may be changed to a non-hydrophilic or hydrophobic functional group or functional group, or an amine functional group or functional group may be added, but is not limited thereto. In addition, preferably, the surface may be modified using a nonionic surfactant ring-opened with glycidol described in the present invention, but is not limited thereto.

본 발명에 따른 계면활성제를 이용하여 셀룰로오스의 물리적 상호작용 촉진제 제조 방법은, 상호작용 촉진제를 제조하는 단계; 나노 셀룰로오스 분산액에 상기 상호작용 촉진제를 혼합하여 물과 분리하는 단계; 상기 교반된 혼합액을 원심 분리한 후 표면 개질된 나노 셀룰로오스를 고분자 매트릭스에 분산하는 단계를 포함한다.A method for preparing a physical interaction promoter of cellulose using a surfactant according to the present invention comprises the steps of preparing an interaction promoter; Mixing the interaction promoter with the nano-cellulose dispersion and separating it from water; and dispersing the surface-modified nanocellulose in a polymer matrix after centrifuging the stirred liquid mixture.

본 발명은 하기와 같은 나노셀룰로오스 표면개질제, 이를 이용한 나노셀룰로오스를 침전(분리 또는 제조)하는 방법, 표면개질된 나노셀룰로오스를 고분자에 분산시키는 방법을 제공한다.The present invention provides the following nanocellulose surface modifier, a method for precipitating (separating or preparing) nanocellulose using the same, and a method for dispersing the surface-modified nanocellulose in a polymer.

[상호작용 촉진제 제조방법] (HBPG: Hyperbranched polyglycidol, 알킬체인을 가진 작용기에 글리시돌이 결합해 있는 물질)[Method for manufacturing interaction promoter] (HBPG: Hyperbranched polyglycidol, a substance in which glycidol is bound to a functional group having an alkyl chain)

일 구현예에 있어서, 본 발명은 (a) 알킬체인을 가지는 작용기에 글리시돌의 개환반응을 통해 수산화기로 작용기를 치환시킬 수 있는 유기물 중에서 1종을 시작물질로 선택하여 촉매를 투입하는 단계; (b) 1시간 동안 100

Figure pat00001
로 질소 퍼징 후 글리시돌을 적가하는 단계; 및 (c) 24시간 반응 후 상호작용 촉진제를 제조하는 단계를 제공하여 상호작용 촉진제인 나노셀룰로오스 표면개질제의 제조 방법을 제공한다.In one embodiment, the present invention provides a method comprising the steps of: (a) selecting, as a starting material, one kind of organic material capable of substituting a functional group with a hydroxyl group through a ring-opening reaction of glycidol on a functional group having an alkyl chain, and introducing a catalyst; (b) 100 for 1 hour
Figure pat00001
adding glycidol dropwise after purging with nitrogen; And (c) providing a step of preparing an interaction promoter after 24 hours of reaction to provide a method for preparing a nanocellulose surface modifier, which is an interaction promoter.

[상호작용 촉진제를 이용해 나노셀룰로오스를 침전시키는 방법][Method of Precipitating Nanocellulose Using Interaction Promoters]

일 구현예에 있어서, 본 발명은 (a) 나노 셀룰로오스 수용액과 상호작용 촉진제를 혼합하는 단계(도 1 참조); (b) 혼합용액을 원심분리하는 단계(도 2 및 3 참조); (c) 원심분리 후 다량의 물을 제거함으로써 소량의 물을 포함한 슬러리 상태의 표면 개질된 나노 셀룰로오스를 제조하는 단계를 제공하여 나노셀룰로오스를 침전시키는 방법을 제공한다.In one embodiment, the present invention comprises (a) mixing a nano-cellulose aqueous solution and an interaction promoter (see FIG. 1); (b) centrifuging the mixed solution (see FIGS. 2 and 3); (c) by removing a large amount of water after centrifugation to provide a method for precipitating nanocellulose by providing a step of preparing surface-modified nanocellulose in a slurry state including a small amount of water.

[나노셀룰로오스를 고분자에 분산시키는 방법][Method of Dispersing Nano Cellulose in Polymer]

일 구현예에 있어서, 본 발명은 (a) 슬러리 형태의 나노 셀룰로오스와 폴리올을 혼합하는 단계; 및 (b) 완전하게 물을 제거함으로써 셀룰로오스가 분산된 폴리올을 제조 (도 8);을 포함하는 나노셀룰로오스가 분산된 고분자 매트릭스의 제조 방법을 제공한다.In one embodiment, the present invention comprises (a) mixing nano-cellulose and polyol in slurry form; and (b) preparing a polyol in which cellulose is dispersed by completely removing water (FIG. 8).

따라서 본 발명의 목적은 기존 나노셀룰로오스에 물리적 상호작용 촉진효과가 있는 표면개질제를 통해서 수용액 내에서의 물과 나노셀룰로오스의 분리를 가능하게 한다. 또한, 본 발명의 목정은 상기 분리된 나노셀룰로오스를 고분자 매트릭스 내에서 셀룰로오스의 분산성을 높이는 것과 동시에 고분자 복합소재의 물성을 향상시킬 수 있는 방법을 제공하고자 한다. 또한, 본 발명의 목적은 대량의 셀룰로오스의 침전과 분산이 가능한 나노셀룰로오스 표면개질제(상호작용 촉진제)의 제조방법과 셀룰로오스 침전 및 분산 방법을 제공하는데 있다.Therefore, an object of the present invention is to enable the separation of water and nanocellulose in an aqueous solution through a surface modifier having a physical interaction promoting effect on existing nanocellulose. In addition, an object of the present invention is to provide a method for improving the physical properties of a polymer composite material while increasing the dispersibility of the separated nanocellulose in a polymer matrix. In addition, an object of the present invention is to provide a method for preparing a nanocellulose surface modifier (interaction promoter) capable of precipitating and dispersing a large amount of cellulose and a method for precipitating and dispersing cellulose.

본 발명에 따르면, 나노 셀룰로오스 수용액에 비이온성 계열의 계면활성제를 첨가하여 셀룰로오스 표면의 작용기와 물리적 수소 결합을 이루고 셀룰로오스의 소수성을 나타내는 알킬 체인(alkyl chain)을 도입하게 된다(도 1). 이로 인해, 수용액에서의 침전 및 셀룰로오스의 소수성을 증가시켜 고분자 매트릭스 내에서의 분산성을 높일 수 있다. 또한 고분자 매트리스의 특성에 맞도록 계면활성제의 수산화기의 수를 조절하여 친수성과 소수성의 비율을 조절하고, 고분자 매트릭스 내에서의 분산성을 높이고 고분자 복합 소재의 물성을 향상시킬 수 있다. (도 9, 도 10, 도 11, 도 12, 도 13)According to the present invention, by adding a nonionic surfactant to the nano-cellulose aqueous solution, a physical hydrogen bond is formed with a functional group on the surface of cellulose, and an alkyl chain representing the hydrophobicity of cellulose is introduced (FIG. 1). Due to this, it is possible to increase the dispersibility in the polymer matrix by increasing the precipitation in aqueous solution and the hydrophobicity of cellulose. In addition, by adjusting the number of hydroxyl groups of the surfactant to suit the characteristics of the polymer matrix, the ratio of hydrophilicity and hydrophobicity can be adjusted, and the dispersibility in the polymer matrix can be increased and the physical properties of the polymer composite material can be improved. (FIG. 9, FIG. 10, FIG. 11, FIG. 12, FIG. 13)

본 발명에 따른 물리적 상호작용은 분자간 물리적 결합만을 이용해 나노 셀룰로오스의 표면을 개질시키는 방법으로 이후 공정에 일어날 부반응을 최소화시킬 수 있다.The physical interaction according to the present invention is a method of modifying the surface of nanocellulose using only intermolecular physical bonds, and side reactions that may occur in subsequent processes can be minimized.

또한 본 발명에 따른 공정은 저가의 시작물질을 사용하여 합성되는 표면개질제로 표면 개질 공정이 비교적 낮은 온도에서 화학적 반응 없이 수행할 수 있는 이점이 있다. 이로 인해 대량의 나노 셀룰로오스에 대한 표면 개질 공정을 진행할 수 있다.In addition, the process according to the present invention is a surface modifier synthesized using an inexpensive starting material, and has an advantage in that the surface modification process can be performed at a relatively low temperature without chemical reaction. Due to this, it is possible to proceed with a surface modification process for a large amount of nano cellulose.

시중에서 판매되는 수산기, 카르복시기, 아민기를 작용기를 가진 다양한 비 이온성 계면활성제에 글리시돌 개환중합만으로 수산화기 변화를 주었고 비 이온성 계면활성제의 친수성과 소수성의 정도의 변화를 줄 수 있다. 이로 인해, 다양한 고분자에 셀룰로오스 분산을 적절하게 사용이 가능하다.The hydroxyl group of various commercially available nonionic surfactants having hydroxyl, carboxyl, and amine functional groups was changed only by ring-opening polymerization of glycidol, and the degree of hydrophilicity and hydrophobicity of nonionic surfactants can be changed. Due to this, it is possible to appropriately use the cellulose dispersion in various polymers.

이하, 본 발명의 다양한 측면에 대하여 설명한다.Hereinafter, various aspects of the present invention will be described.

본 발명의 일측면은, 나노셀룰로오스 표면개질제에 있어서, 상기 나노셀룰로오스 표면개질제는 글리시돌(glycidol)로 친수성기가 개환된 비이온성 계면활성제인, 나노셀룰로오스 표면개질제를 제공한다.One aspect of the present invention provides a nanocellulose surface modifier, wherein the nanocellulose surface modifier is a nonionic surfactant in which a hydrophilic group is ring-opened with glycidol.

본 발명의 일측면에 있어서, 상기 비이온성 계면활성제는 탄소수 4 내지 25의 카르복시산 화합물, 탄소수 4 내지 25의 알코올 화합물 및 탄소수 4 내지 25의 아민 화합물 중 어느 하나 이상과 글리시돌의 개환반응에 의해 제조된 비이온성 계면활성제인, 나노셀룰로오스 표면개질제를 제공한다.In one aspect of the present invention, the nonionic surfactant is a carboxylic acid compound having 4 to 25 carbon atoms, an alcohol compound having 4 to 25 carbon atoms, and an amine compound having 4 to 25 carbon atoms, by a ring-opening reaction between any one or more of glycidol Provided is a nonionic surfactant prepared, a nanocellulose surface modifier.

일 구현예에 있어서, 상기 탄소수 4 내지 25의 카르복시산 화합물은 부틸릭산, 발레릭산, 카프로익산, 에나틱산, 카프릴릭산, 페라르고닉산, 카프릭산, 언데실릭산, 로우릭산, 트리데실릭산, 미리스틱산, 펜타데실릭산, 팔미틱산, 마가릭산, 스테아릭산, 노나데실릭산, 아라키틱산, 헨아이코실릭산, 베헤닉산, 트리코실릭산, 리그노세릭산, 알파-리놀렉닉산, 스테아리도닉산, 아이코사펜타에노익산, 도코사핵사에노익산, 리놀릭산, 감마-리놀릭산, 디호모-감마-리놀에니산, 아라키노닉산, 도코사테트라에노익산, 팔미톨레일산, 바세닉산, 파울리닉산, 올레인산, 엘라이딕산, 곤도익산, 에루식산, 너보닉산 및 미드산 중에서 선택되는 어느 하나 이상이며, 상기 탄소수 4 내지 25의 알코올 화합물은 부탄올, 펜탄올, 헥산올, 헵탄올, 옥탄올, 노난올, 데카놀, 언데카놀, 도데카놀, 트리데카놀, 테트라데카놀, 펜타데카놀, 팔미틸 알코올, 옥타데카놀, 노나데카놀, 아이코사놀, 헤네이코사놀, 도코사놀, 트리코사놀, 테트라코사놀 및 펜타코사놀 중에서 선택되는 어느 하나 이상이며, 상기 탄소수 4 내지 25의 아민 화합물은 부탄아민, 펜탄아민, 헥산아민, 헵탄아민, 옥탄아민, 노난아민, 데칸아민, 언데칸아민, 도데칸아민, 트리테칸아민, 테트라데칸아민, 펜타데칸아민, 헥사데칸아민, 헵타데칸아민, 옥타데칸아민, 노나데칸아민, 아이코산아민, 헨니코산아민, 도코산아민, 트리코산아민, 테트라코산아민 및 펜타코산아민 중에서 선택되는 어느 하나 이상인, 나노셀룰로오스 표면개질제를 제공한다.In one embodiment, the carboxylic acid compound having 4 to 25 carbon atoms is butyric acid, valeric acid, caproic acid, enatic acid, caprylic acid, ferragonic acid, capric acid, undecylic acid, lauric acid, tridecylic acid, Myristic acid, pentadecylic acid, palmitic acid, margaric acid, stearic acid, nonadesilic acid, arachitic acid, henicosilic acid, behenic acid, trichosilic acid, lignoceric acid, alpha-linolenic acid, stearidonic acid , Eicosapentaenoic acid, docosahexaenoic acid, linolic acid, gamma-linoleic acid, dihomo-gamma-linolenic acid, arachinonic acid, docosatetraenoic acid, palmitoleic acid, vasenic acid , Paulinic acid, oleic acid, elaidic acid, gondoic acid, erusic acid, nerbonic acid, and at least one selected from mead acid, and the alcohol compound having 4 to 25 carbon atoms is butanol, pentanol, hexanol, heptanol, and octanol. , nonanol, decanol, undecanol, dodecanol, tridecanol, tetradecanol, pentadecanol, palmityl alcohol, octadecanol, nonadecanol, icosanol, heneicosanol, docosanol, tri At least one selected from cosanol, tetracosanol, and pentacosanol, and the amine compound having 4 to 25 carbon atoms is butanamine, pentanamine, hexanamine, heptanamine, octanamine, nonanamine, decaneamine, and undecane. Amine, dodecaneamine, tritecanamine, tetradecaneamine, pentadecaneamine, hexadecaneamine, heptadecanamine, octadecanamine, nonadecanamine, icosaneamine, hennicosanamine, docosanamine, trichosanamine , It provides a nanocellulose surface modifier, which is at least one selected from tetracosanamine and pentacosanamine.

본 발명의 일측면에 있어서, 상기 나노셀룰로오스 표면개질제는 하이퍼브랜치드폴리글리시돌(Hyerbranched polyglycidol, HBPG) 형태인, 나노셀룰로오스 표면개질제를 제공한다.In one aspect of the present invention, the nanocellulose surface modifier provides a hyperbranched polyglycidol (HBPG) form, a nanocellulose surface modifier.

본 발명의 일측면에 있어서, 상기 나노셀룰로오스 표면개질제는 탄소수 4 내지 25의 카르복시산 화합물, 탄소수 4 내지 25의 알코올 화합물 및 탄소수 4 내지 25의 아민 화합물 중 어느 하나 이상과 글리시돌이 1 : 1 내지 30의 몰비로 반응하여 제조된 것인, 나노셀룰로오스 표면개질제를 제공한다.In one aspect of the present invention, the nanocellulose surface modifier is any one or more of a carboxylic acid compound having 4 to 25 carbon atoms, an alcohol compound having 4 to 25 carbon atoms, and an amine compound having 4 to 25 carbon atoms and glycidol in a ratio of 1: 1 to 30 It provides a nanocellulose surface modifier prepared by reacting in a molar ratio of.

본 발명의 일측면에 있어서, 상기 나노셀룰로오스 표면개질제는 탄소수 4 내지 25의 카르복시산 화합물과 글리시돌이 1 : 1 내지 8의 몰비로 반응하여 제조된 것인, 나노셀룰로오스 표면개질제를 제공한다.In one aspect of the present invention, the nanocellulose surface modifier is prepared by reacting a carboxylic acid compound having 4 to 25 carbon atoms with glycidol in a molar ratio of 1: 1 to 8, to provide a nanocellulose surface modifier.

본 발명의 일측면에 있어서, 상기 나노셀룰로오스 표면개질제는 수산화기가 1 내지 10개인, 나노셀룰로오스 표면개질제를 제공한다.In one aspect of the present invention, the nanocellulose surface modifier provides a nanocellulose surface modifier having 1 to 10 hydroxyl groups.

본 발명의 일측면 중 어느 하나의 나노셀룰로오스 표면개질제의 제조 방법에 있어서, 상기 방법은 탄소수 4 내지 25의 카르복시산 화합물, 탄소수 4 내지 25의 알코올 화합물 및 탄소수 4 내지 25의 아민 화합물 중 어느 하나 이상과 촉매를 투입하는 단계; 30 분 내지 5시간 동안 80℃ 내지 120℃로 질소 퍼징하는 단계; 및 글리시돌을 투입 후 4 내지 48 시간 동안 반응시키는 단계;를 포함하는, 나노셀룰로오스 표면개질제의 제조방법을 제공한다.In the method for producing a nanocellulose surface modifier of any one of the aspects of the present invention, the method comprises any one or more of a carboxylic acid compound having 4 to 25 carbon atoms, an alcohol compound having 4 to 25 carbon atoms, and an amine compound having 4 to 25 carbon atoms Injecting a catalyst; Nitrogen purging at 80° C. to 120° C. for 30 minutes to 5 hours; and reacting for 4 to 48 hours after adding glycidol.

본 발명의 다른 측면은 표면이 개질된 나노셀룰로오스의 제조방법에 있어서, 상기 방법은 나노셀룰로오스 수용액과 상기 본 발명의 일측면 중 어느 하나의 나노셀룰로오스 표면개질제를 혼합하는 단계; 혼합 용액을 원심분리하는 단계; 및 원심 분리 후 다량의 물을 제거하는 단계;를 포함하는 표면이 개질된 나노셀룰로오스의 제조방법을 제공한다.Another aspect of the present invention is a method for producing surface-modified nanocellulose, the method comprising: mixing a nanocellulose aqueous solution and the nanocellulose surface modifier of any one of the aspects of the present invention; Centrifuging the mixed solution; and removing a large amount of water after centrifugation.

본 발명의 다른 측면에 있어서, 상기 나노셀룰로오스 수용액에 포함된 나노셀룰로오스와 상기 나노셀룰로오스 표면개질제는 1 대 0.2 내지 3 의 중량비로 혼합되는 것인, 표면이 개질된 나노셀룰로오스의 제조방법을 제공한다.In another aspect of the present invention, the nanocellulose and the nanocellulose surface modifier contained in the nanocellulose aqueous solution are mixed in a weight ratio of 0.2 to 3 to 1, to provide a method for producing nanocellulose with a modified surface.

본 발명의 다른 측면에 있어서, 상기 본 발명의 다른 측면에 따라 제조된 표면이 개질된 나노셀룰로오스를 제공한다.In another aspect of the present invention, a surface-modified nanocellulose prepared according to another aspect of the present invention is provided.

일 구현예에 있어서, 상기 표면이 개질된 나노셀룰로오스는 슬러리 형태인, 표면이 개질된 나노셀룰오스를 제공한다.In one embodiment, the surface-modified nanocellulose provides surface-modified nanocellulose in the form of a slurry.

일 구현예에 있어서, 상기 표면이 개질된 나노셀룰로오스는 상기 표면개질제와 나노셀룰로오스가 수소 결합으로 결합된 것인, 표면이 개질된 나노셀룰오스를 제공한다.In one embodiment, the surface-modified nanocellulose provides surface-modified nanocellulose, wherein the surface-modifying agent and nanocellulose are bonded through a hydrogen bond.

본 발명의 또 다른 측면은 나노셀룰로오스가 분산된 폴리올 고분자 매트리스의 제조방법에 있어서, 폴리올에 상기 본 발명의 일측면 중 어느 하나의 나노셀룰로오스 표면개질제로 표면이 개질된 나노셀룰로오스를 분산, 주입 또는 첨가하는 단계;를 포함하는, 나노셀룰로오스가 분산된 폴리올 고분자 매트리스의 제조방법을 제공한다.Another aspect of the present invention is a method for manufacturing a polyol polymer matrix in which nanocellulose is dispersed, wherein nanocellulose whose surface is modified with the nanocellulose surface modifier of any one of the aspects of the present invention is dispersed, injected, or added to a polyol. It provides a method for producing a polyol polymer matrix in which nanocellulose is dispersed, including;

본 발명의 또 다른 측면에 있어서, 상기 방법은 혼합 용액에서 물을 제거하는 단계;를 더 포함하는, 나노셀룰로오스가 분산된 폴리올 고분자 매트리스의 제조방법을 제공한다.In another aspect of the present invention, the method provides a method for producing a polyol polymer mattress in which nanocellulose is dispersed, further comprising removing water from the mixed solution.

본 발명의 또 다른 측면에 있어서, 상기 폴리올 고분자 매트리스 전체 중량에 상기 표면이 개질된 나노셀룰로오스는 폴리올 0.1 중량% 내지 10 중량%로 포함되는 것인, 나노셀룰로오스가 분산된 폴리올 고분자 매트리스의 제조방법을 제공한다.In another aspect of the present invention, a method for producing a polyol polymer mattress in which nanocellulose is dispersed, wherein the surface-modified nanocellulose is included in 0.1% to 10% by weight of polyol based on the total weight of the polyol polymer mattress to provide.

본 발명의 또 다른 측면에 따라 제조된 나노셀룰로오스가 분산된 폴리올 고분자 매트리스를 제공한다.Another aspect of the present invention provides a polyol polymer matrix in which nanocellulose is dispersed.

일 구현예에 있어서, 상기 폴리올 고분자 매트리스는 인장강도 및 내열성이 향상된 것인, 폴리올 고분자 매트리스를 제공한다.In one embodiment, the polyol polymer mattress provides a polyol polymer mattress with improved tensile strength and heat resistance.

일 구현예에 있어서, 상기 폴리올 고분자 매트리스는 폴리우레탄이다.In one embodiment, the polyol polymer mattress is polyurethane.

이하, 본 발명을 하기 제조예, 실시예 및 실험예를 통하여 더욱 상세히 설명한다. 그러나 이들 제조예, 실시예 및 실험예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로 본 발명의 범위가 이들에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through the following preparation examples, examples and experimental examples. However, these preparation examples, examples, and experimental examples are for exemplifying the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereto.

제조예 1 : 나노셀룰로오스 표면개질제의 제조Preparation Example 1: Preparation of nanocellulose surface modifier

실시예 1 : 말단이 수산화기로 끝나는 개시제 이용 (스판 80)Example 1: Using an initiator terminally terminated with a hydroxyl group (span 80)

( Span80 : Glycidol = 1 : 3 mol ratio )( Span80 : Glycidol = 1 : 3 mol ratio )

(1) 제조방법(One) manufacturing method

① Sorbitan Monooleate인 Span80 (개시제), Glycidol (단량체), DMC (촉매)를 준비한다.① Prepare Sorbitan Monooleate, Span80 (initiator), Glycidol (monomer), and DMC (catalyst).

② Span 80 20 g, DMC 촉매 0.03 g (Glycidol의 0.3 wt%)를 250ml 둥근 플라스크에 투입한다.② Put 20 g of Span 80 and 0.03 g of DMC catalyst (0.3 wt% of Glycidol) into a 250ml round flask.

③ 질소를 순환시키며, 90 ℃로 한 시간을 교반과 함께 수분을 제거한다 (부피 팽창을 고려하여 냉장보관인 glycidol을 상온에 미리 꺼내 놓는다.)③ Circulate nitrogen and remove moisture with stirring at 90 ° C for an hour.

④ 한 시간 질소 퍼지가 끝난 둥근 플라스크에 Syringe pump를 이용하여 1 ml/h의 속도로 Glycidol 10.37 g을 투입한다.④ Add 10.37 g of Glycidol at a rate of 1 ml/h using a syringe pump to a round flask that has been purged with nitrogen for one hour.

⑤ 반응은 glycidol 주입 후, 2 시간 추가로 반응을 진행하고 1H NMR을 통해 반응 종결 여부를 판단한다.⑤ After the injection of glycidol, the reaction proceeds for an additional 2 hours, and the completion of the reaction is determined through 1 H NMR.

⑥ 반응이 끝난 둥근 플라스크에 클로로포름을 넣고 생성물을 용해시킨다.⑥ Add chloroform to the round flask after the reaction and dissolve the product.

⑦ 이때 용해되지 않고 클로로포름에 떠 있는 부산물인 폴리글리시돌과 DMC 촉매를 여과지로 거른다.⑦ At this time, polyglycidol and DMC catalyst, which are by-products floating in chloroform without being dissolved, are filtered through a filter paper.

⑧ 클로로포름 용매를 전부 날린 후, 진공 오븐에 넣어 충분히 건조시킨다.⑧ After blowing off all the chloroform solvent, put it in a vacuum oven and dry it sufficiently.

(2) 제조결과(2) Manufacturing result

1H NMR 확인 시, 글리시돌 해당 피크의 소멸과 친 수성기 해당 피크 (3.4~4.6 ppm)의 증가로 원하는 생성물을 확인하였다.Upon 1 H NMR confirmation, the desired product was confirmed by the disappearance of the peak corresponding to glycidol and the increase of the corresponding peak (3.4 to 4.6 ppm) of the hydrophilic group.

실시예 2 : 말단이 카르복시기로 끝나는 개시제 이용 (스테아릭산)Example 2: Use of an initiator terminated with a carboxyl group (stearic acid)

(1) 제조방법(One) manufacturing method

- Step 1- Step 1

① Stearic acid (개시제), Glycidol (단량체), Triethylamine (촉매)를 준비한다.① Prepare Stearic acid (initiator), Glycidol (monomer), and Triethylamine (catalyst).

② Stearic acid (S.A) 76.81 g (0.27 mol)을 250ml 둥근 플라스크에 투입한 후 70 ℃에서 녹인다. (Tm : 69.3 ℃)② Add 76.81 g (0.27 mol) of stearic acid (S.A) to a 250ml round flask and melt at 70 ℃. (Tm : 69.3 ℃)

③ S.A가 다 녹은 뒤, Triethylamine 1.1 g 넣고 질소를 순환 시키며 70 ℃로 한 시간을 교반과 함께 수분을 제거한다(부피 팽창을 고려하여 냉장보관인 glycidol을 상온에 미리 꺼내 놓는다.)③ After S.A is completely dissolved, add 1.1 g of triethylamine, circulate nitrogen, and stir at 70 ° C for an hour to remove water (take out glycidol, which is stored in a refrigerator, at room temperature in advance, considering volume expansion).

④ 한 시간 질소 퍼지가 끝난 둥근 플라스크에 Syringe pump를 이용하여 2 ml/min의 속도로 Glycidol 40 g (0.54 mol) 을 투입한다.④ Add 40 g (0.54 mol) of Glycidol at a rate of 2 ml/min using a syringe pump to a round flask that has been purged with nitrogen for one hour.

⑤ 반응은 전체 6 시간을 진행한다. ⑤ The reaction proceeds for a total of 6 hours.

⑥ 반응이 끝난 둥근 플라스크에 Chloroform을 넣고 생성물을 용해시킨다.⑥ Add chloroform to the round flask after the reaction and dissolve the product.

⑦ 이때 용해되지 않고 Chloroform에 떠있는 부산물인 Polyglycidol과 DMC 촉매를 여과지로 거른다.⑦ At this time, polyglycidol and DMC catalyst, which are by-products floating in chloroform without being dissolved, are filtered with a filter paper.

⑧ Chloroform 용매를 분별 깔때기에 넣고 증류수와 강제로 혼합 시킨 뒤, 층분리를 통해 정제를 시킨다.⑧ Put the chloroform solvent in a separatory funnel, forcefully mix it with distilled water, and then purify it through layer separation.

⑨ Chloroform 용매 부분만을 구해서 용매를 전부 날린 후, 진공 오븐에 넣어 충분히 건조 시킨다.⑨ Obtain only the chloroform solvent part, blow away all the solvent, and dry it sufficiently by putting it in a vacuum oven.

- Step2- Step2

① Stearoyl glycerol (개시제), Glycidol (단량체), DMC (촉매)를 준비한다.① Prepare Stearoyl glycerol (initiator), Glycidol (monomer), and DMC (catalyst).

② Stearoyl glycerol 50 g, DMC 촉매 0.055 g (Glycidol의 0.3 wt%) 를 250ml 둥근 플라스크에 투입한다.② Put 50 g of stearoyl glycerol and 0.055 g of DMC catalyst (0.3 wt% of Glycidol) into a 250ml round flask.

③ 질소를 순환시키며, 100 ℃로 한 시간을 교반과 함께 수분을 제거한다(부피 팽창을 고려하여 냉장보관인 glycidol을 상온에 미리 꺼내 놓는다.)③ Circulate nitrogen and remove moisture with stirring at 100 ° C for an hour.

④ 한 시간 질소 퍼지가 끝난 둥근 플라스크에 Syringe pump를 이용하여 1.0336 ml/h의 속도로 Glycidol 18.6053 ml 투입한다. ④ Add 18.6053 ml of Glycidol at a rate of 1.0336 ml/h using a syringe pump to a round flask that has been purged with nitrogen for one hour.

⑤ 반응은 glycidol 주입 후, 2 시간 추가로 반응을 진행하고 1H NMR을 통해 반응 종결 여부를 판단한다.⑤ After the injection of glycidol, the reaction proceeds for an additional 2 hours, and the completion of the reaction is determined through 1H NMR.

⑥ 반응이 끝난 둥근 플라스크에 Chloroform을 넣고 생성물을 용해시킨다.⑥ Add chloroform to the round flask after the reaction and dissolve the product.

⑦ 이때 용해되지 않고 Chloroform에 떠있는 부산물인 Polyglycidol과 DMC 촉매를 여과지로 거른다.⑦ At this time, polyglycidol and DMC catalyst, which are by-products floating in chloroform without being dissolved, are filtered with a filter paper.

⑧ Chloroform 용매를 전부 날린 후, 진공 오븐에 넣어 충분히 건조시킨다.⑧ After blowing off all the chloroform solvent, put it in a vacuum oven and dry it sufficiently.

(2) 제조결과(2) Manufacturing result

1H NMR 확인 시, 글리시돌 해당 피크의 소멸과 친 수성기 해당 피크 (3.4~4.6 ppm)의 증가로 원하는 생성물이 생성됨을 확인하였다.Upon 1 H NMR confirmation, it was confirmed that the desired product was produced due to the disappearance of the peak corresponding to glycidol and an increase in the corresponding peak (3.4 to 4.6 ppm) of the hydrophilic group.

제조예 2 : 표면개질제를 이용한 표면이 개질된 나노셀룰로오스의 제조Preparation Example 2: Preparation of surface-modified nanocellulose using a surface modifier

(1) 제조방법(One) manufacturing method

① 표면개질제 (계면활성제)를 CNF 1 wt% 현탁액에 CNF 대비 50 wt%를 넣고 열을 가해 충분히 분산시킨다(교반과 더불어 70 ℃로 가열을 하며 분산.)① Add 50 wt% of the surface modifier (surfactant) to CNF 1 wt% suspension and apply heat to disperse it sufficiently (heat to 70 ° C with stirring and disperse.)

② 원심분리기를 이용하여 ( 5 min / 7000 rpm ) 층 분리가 발생되게 하고, 상층부의 물을 제거하고 CNF 슬러리만 획득한다.② Using a centrifuge (5 min / 7000 rpm), layer separation occurs, and water in the upper layer is removed to obtain only the CNF slurry.

③ 폴리올(PTMG, PPG)에 첨가한 후, 마그네틱바 교반과 90 ℃의 온도로 가열하여 충분히 분산시킨다.③ After adding to polyol (PTMG, PPG), stir with a magnetic bar and heat at 90 ℃ to sufficiently disperse.

(2) 제조결과(2) Manufacturing result

- 원심분리기를 이용하여 층 분리가 일어난 것을 확인하고 상부층엔 물, 하단부엔 CNF 슬러리가 있는 것을 확인하였다.- It was confirmed that layer separation had occurred using a centrifuge, and it was confirmed that there was water in the upper layer and CNF slurry in the lower layer.

- PTMG, PPG 등 표면개질제가 없이 분산시킨 폴리올보다 더 오래 안정적으로 분산되어 있는 것으로 확인하였다.- It was confirmed that it was stably dispersed for a longer time than the polyol dispersed without surface modifiers such as PTMG and PPG.

제조예 3 : 표면이 개질된 나노셀룰로오스가 분산된 고분자의 제조Preparation Example 3: Preparation of a polymer in which surface-modified nanocellulose is dispersed

(1) 제조방법(One) manufacturing method

- CNF/폴리우레탄 복합재 제조- Manufacture of CNF/Polyurethane composites

① 표면개질제로 CNF가 분산된 PTMG1000 10 g을 충분히 수분을 제거한다. (닫힌 계에서 진공상태에서 기계적 교반을 진행하며 90 ℃에서 3시간 진행)① Sufficiently remove moisture from 10 g of PTMG1000 in which CNF is dispersed as a surface modifier. (Processing mechanical stirring in a vacuum state in a closed system and proceeding at 90 ℃ for 3 hours)

② 온도를 60 ℃ 낮추고 질소 분위기에서 Hexamethylene diisocyanate (HDI)를 3.364 g 을 넣어주고 3시간을 반응시킨다. (NCO/OH=2)② Lower the temperature by 60 ℃, add 3.364 g of Hexamethylene diisocyanate (HDI) in a nitrogen atmosphere and react for 3 hours. (NCO/OH=2)

③ 온도를 100 ℃로 올린 뒤, 1,4-Butanediol (BDO) 0.9 g을 사슬 연장제로 넣어준 뒤, 정제된 DMF 5 ml와 Dibutyltin dilaurate 촉매를 0.05 ml 넣어주고 1시간 중합시킨다.③ Raise the temperature to 100 ℃, add 0.9 g of 1,4-Butanediol (BDO) as a chain extender, add 5 ml of purified DMF and 0.05 ml of a dibutyltin dilaurate catalyst, and polymerize for 1 hour.

④ 중합 후, DMF에 중합된 폴리우레탄을 넣어 액상 형태로 만든 뒤, 테플론 재질의 비커나 페트리디쉬와 같은 몰드에 붓고 70 ℃에서 DMF를 제거한다.④ After polymerization, put the polymerized polyurethane in DMF to make it in liquid form, pour it into a mold such as a beaker or petri dish made of Teflon, and remove the DMF at 70 ℃.

(2) 제조결과(2) Manufacturing result

- Step 마다 FT-IR 측정을 통해 -NCO 피크인 2270 cm-1의 상태를 확인 한 후, 최종 형태에서는 완전히 사라진 것을 통해 중합의 완성도를 파악한다.- After confirming the state of -NCO peak at 2270 cm -1 through FT-IR measurement at each step, the completeness of polymerization is identified by completely disappearing in the final form.

- FT-IR, Raman, XRD를 통해 구조적 특성을 파악한다.- Identify structural characteristics through FT-IR, Raman, and XRD.

- UTM을 통해 기계적 물성을 파악한다.- Identify mechanical properties through UTM.

- DSC, TGA를 통해 열적 특성을 파악한다.- Identify thermal characteristics through DSC and TGA.

실험예 1. 나노 셀룰로오스 원심분리 후 위층과 아래층의 핵자기 공명분광법(Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy, NMR) 데이터Experimental Example 1. Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy (NMR) data of upper and lower layers after nanocellulose centrifugation

(1) 제조예 2에서 제조된 나노셀룰로오스의 NMR 측정을 하였다.(1) NMR measurement of the nanocellulose prepared in Preparation Example 2 was performed.

(2) 실험 결과는 도 3과 같았다. 나노셀룰로오스(NC), 상호작용 촉진제(HBPG), 침전 부분, 상부에 대해 각각 NMR 측정하여, 침전 부분에는 NC와 HBPG가 존재하고, 상부에는 물만 남아 있음을 확인하였다.(2) The experimental results were as shown in FIG. 3 . NMR measurements were performed on the nanocellulose (NC), the interaction promoter (HBPG), the precipitated portion, and the upper portion, respectively, and it was confirmed that NC and HBPG were present in the precipitated portion, and only water remained in the upper portion.

실험예 2-1. 표면개질제의 수산화기 조절 핵자기 공명분광법(Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy, NMR)Experimental Example 2-1. Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy (NMR) of hydroxyl groups of surface modifiers

(1) 제조예 1에서 제조된 표면개질제의 샘플 0.01 g ~ 0.015 g 샘플링을 하여 NMR 용매인 CDCl3 0.6 ml에 충분히 녹여 샘플링을 한 후, 1H NMR을 측정을 실시하였다.(1) 0.01 g to 0.015 g of a sample of the surface modifier prepared in Preparation Example 1 was sampled, sufficiently dissolved in 0.6 ml of CDCl 3 as an NMR solvent, and then sampled, and then 1 H NMR was measured.

(2) 실험 결과는 도 4와 같았다.(2) The experimental results were as shown in FIG. 4 .

- 개시제와 글리시돌의 몰 비율에 따라서 친수성기 부분이 증가하는 것을 확인하고자 NMR을 측정하였으며, 개시제의 말단 메틸기 (-CH3)를 기준으로 글리시돌의 양이 증가할수록 친수성기의 피크 (Polyether backbone + Hydroxyl group, 3.4 ~ 4.6 ppm)가 증가하는 것을 확인하였다. - NMR was measured to confirm that the hydrophilic group portion increased according to the molar ratio of the initiator and glycidol, and as the amount of glycidol increased based on the terminal methyl group (-CH 3 ) of the initiator, the peak of the hydrophilic group (Polyether backbone + Hydroxyl group, 3.4 ~ 4.6 ppm) was confirmed to increase.

실험예 2-2. 표면개질제의 수산화기 조절에 따른 나노셀룰로오스 필름의 contact angle 데이터Experimental Example 2-2. Contact angle data of nanocellulose film according to hydroxyl group control of surface modifier

(1) 실험예 2-1과 도 4에서 수산화기가 조절된 표면개질제를 나노셀룰로오스 수용액에 넣어 침전 후 얻어진 물질을 Film화 하여 측정한 Contact angle Data를 측정하였다. (1) In Experimental Example 2-1 and FIG. 4, the surface modifier whose hydroxyl group was adjusted was put into a nanocellulose aqueous solution, and the contact angle data measured by filming the obtained material after precipitation was measured.

(2) 실험의 목적은 표면개질제로 인한 나노 셀룰로오스 필름의 소수성 성질 증가를 파악하기 위한 실험이다.(2) The purpose of the experiment is to identify the increase in hydrophobicity of the nanocellulose film due to the surface modifier.

(3) 실험 방법은 개시제와 글리시돌 몰 비율에 따라 달라진 표면 개질제 변화에 따른 나노 셀룰로오스 필름의 소수성 성질을 파악하기 위해 contact angle를 측정하였다. (3) In the experimental method, the contact angle was measured to determine the hydrophobic nature of the nanocellulose film according to the surface modifier change depending on the initiator and glycidol molar ratio.

(4) 실험 결과는 도 5과 같았다. 도 5은 왼쪽부터 알킬기에 수산화기 2개 붙인 상호작용 촉진제 첨가, 4개, 7개, 11개 붙인 상호작용 촉진제 첨가 후 나노 셀룰로오스 필름 제조한 것이다. 오른쪽으로 갈수록 Glycidol의 수(OH수)가 증가하여 친수성을 가지고, 왼쪽으로 갈수록 소수성을 가짐으로써 다양한 극성을 가지는 NC를 얻을 수 있었다.(4) The experimental results were as shown in FIG. 5 . 5 is a nano-cellulose film prepared after adding an interaction promoter with two hydroxyl groups attached to an alkyl group from the left, and an interaction promoter with 4, 7, and 11 attached. As it goes to the right, the number of glycidols (OH number) increases and becomes hydrophilic, and as it goes to the left, it becomes hydrophobic, resulting in NCs with various polarities.

- 셀룰로오스 필름이 시간에 따라 수분을 흡수할 수 있기 때문에 시간에 따른 정확성이 떨어지는 것을 판단했고 동 시간대 측정 결과 표면개질제의 첨가 유무에 따른 변화는 확실히 존재하였으나 친수성기의 변화 및 양의 변화에 따라서는 경향성이 없는 것으로 판단되었다.- Since the cellulose film can absorb moisture over time, it was judged that the accuracy over time was poor, and as a result of measuring the same time period, there was definitely a change depending on whether or not the surface modifier was added, but there was a tendency depending on the change and amount of the hydrophilic group It was judged that there was no

실험예 3. 표면개질제 함량에 따른 나노셀룰로오스 필름의 contact angle 데이터Experimental Example 3. Contact angle data of nanocellulose film according to surface modifier content

(1) 제조예 1 및 도 4 중 S.A 4 시료를 사용하였다.(1) S.A 4 sample in Preparation Example 1 and FIG. 4 was used.

(2) S.A 4 시료를 나노셀룰로오스 무게 대비 1/8, 1/4, 1/2. 1, 2 배 만큼 넣어서 얻어진 물질을 사용하였다. Film화 하여 Contact angle 측정하였다.(2) S.A 4 samples were 1/8, 1/4, 1/2 by weight of nanocellulose. A material obtained by adding 1 or 2 times was used. It was made into a film and the contact angle was measured.

(3) 실험 방법은 표면 개질제의 양 변화에 따른 나노 셀룰로오스 필름의 소수성 성질을 파악하기 위해 contact angle를 측정하였다. (3) In the experimental method, the contact angle was measured to determine the hydrophobic nature of the nanocellulose film according to the change in the amount of the surface modifier.

(4) 실험 결과는 도 6과 같았다. 실험 결과 표면 개질제의 양이 증가할수록 소수성이 증가하고, 각각의 함량 조절을 통해 다양한 극성을 가지는 나노세룰로오스의 확보가 가능하였다. 셀룰로오스 필름이 시간에 따라 수분을 흡수할 수 있기 때문에 시간에 따른 정확성이 떨어지는 것을 판단했고 동 시간대 측정 결과 표면개질제의 첨가 유무에 따른 변화는 확실히 존재하였으나 친수성기의 변화 및 양의 변화에 따라서는 경향성이 없는 것으로 판단되었다.(4) The experimental results were as shown in FIG. 6 . As a result of the experiment, as the amount of the surface modifier increased, the hydrophobicity increased, and it was possible to secure nanocellulose having various polarities through each content control. Since the cellulose film can absorb moisture over time, it was judged that the accuracy over time was poor, and as a result of the measurement at the same time, there was definitely a change depending on whether or not the surface modifier was added, but there was a tendency depending on the change and amount of the hydrophilic group. was judged to be absent.

실험예 4. 표면이 개질된 나노셀룰로오스가 분산된 폴리올의 TEM 사진 측정Experimental Example 4. TEM picture measurement of polyol in which surface-modified nanocellulose is dispersed

(1) 제조예 2의 절차로 표면개질제 (셀룰로오스 대비 50 wt%)가 첨가된 셀룰로오스를 분산시킨 PTMG 및 비교 예시로 표면개질제 없이 셀룰로오스를 분산시킨 PTMG를 사용하였다.(1) PTMG in which cellulose was dispersed with a surface modifier (50 wt% relative to cellulose) added in the procedure of Preparation Example 2 and PTMG in which cellulose was dispersed without a surface modifier were used as a comparative example.

(2) 실험 방법은 표면개질제를 첨가 또는 비첨가된 셀룰로오스를 폴리올인 PTMG1000에 분산시킨 뒤 셀룰로오스 분산된 PTMG 1 mg에 에탄올과 증류수 (2:1) 1 ml로 샘플링을 실시하여 분산. 이를 TEM grid에 올리고 TEM을 측정하였다.(2) In the experimental method, after dispersing cellulose with or without surface modifier added in PTMG1000, which is a polyol, 1 mg of PTMG dispersed in cellulose was sampled with 1 ml of ethanol and distilled water (2:1) and dispersed. It was put on a TEM grid and TEM was measured.

(3) 실험 결과는 도 7과 같았다. 도 7의 좌측은 비이온성 계면활성제를 안 넣은 이미지로 폴리올과 CNF과 별도로 존재하지만 우측은 CNF 주변으로 균일하게 폴리올이 존재하는 것으로 확인하였다. 좌측의 표면 개질제를 넣지 않은 NC를 Polyol에 넣으면 분산되지 않고 뭉치는 형태로 존재한다. 우측의 표면 개질제를 넣어서 만들어진 NC를 폴리올에 넣으면 분산된 형태로 존재한다.(3) The experimental results were as shown in FIG. 7 . The left side of FIG. 7 is an image without adding the nonionic surfactant, and it is confirmed that polyol and CNF exist separately, but the right side shows that polyol exists uniformly around CNF. When the NC without the surface modifier on the left is put into Polyol, it does not disperse and exists in the form of agglomerates. When the NC made by adding the surface modifier on the right is put into polyol, it exists in a dispersed form.

실험예 5. 폴리올 분산 결과 측정Experimental Example 5. Polyol dispersion result measurement

(1) 실험 방법은 표면개질제의 친수성기 변화를 개시제와 글리시돌의 몰 비율 변화를 주어 합성하였고 이를 셀룰로오스 대비 50 wt%를 넣고 분산시킨 뒤 이를 진공상태, 80 ℃ 가혹한 조건에서 침전이 이루어지는 속도로 분산 안정성을 측정하였다. (1) In the experimental method, the hydrophilic group of the surface modifier was synthesized by changing the molar ratio of the initiator and glycidol, and 50 wt% of cellulose was added and dispersed, and then it was precipitated in a vacuum state at 80 ° C. under severe conditions. Dispersion stability was measured.

(도 8에서 ① X, ② only Span80, ③ Span80 : 글리시돌 = 1:1, ④ Span80 : 글리시돌 = 1:3, ⑤ Span80 : 글리시돌 = 1:5) (In FIG. 8, ① X, ② only Span80, ③ Span80: glycidol = 1:1, ④ Span80: glycidol = 1:3, ⑤ Span80: glycidol = 1:5)

(2) 실험 결과는 도 8와 같았다. 왼쪽부터 분산제를 첨가하지 않음(X), 수산화기를 안 붙인 상호작용 촉진제, 수산화기 1개 붙인 상호작용 촉진제, 3개, 5개 상호작용 촉진제 첨가. (폴리올의 종류마다, 상호작용 촉진제의 적정 수산화기 및 양이 상이함.)(2) The experimental results were as shown in FIG. 8 . From the left, no dispersant is added (X), interaction promoter without a hydroxyl group, interaction promoter with one hydroxyl group, and 3 or 5 interaction promoters added. (For each type of polyol, the appropriate hydroxyl group and amount of the interaction promoter are different.)

(3) 상기 결과로부터 분산력이 가장 적합한 것은 PTMG1000 기준 Span80 : 글리시돌 = 1:3으로 합성된 표면 개질제 셀룰로오스 대비 50 wt% 넣었을 경우(④)가 가장 분산 안정도가 높은 것으로 확인하였다.(3) From the above results, it was confirmed that the most suitable dispersion stability was when 50 wt% of the surface modifier cellulose synthesized with PTMG1000 standard Span80: glycidol = 1:3 was added (④).

실험예 6. 표면개질제의 양에 따른 폴리올 분산 결과Experimental Example 6. Polyol dispersion results according to the amount of surface modifier

(1) 실험 방법은 실험예 5과 동일한 방법이지만 표면개질제는 동일한 Span80 : 글리시돌 = 1:3으로 합성된 표면개질제를 각 셀룰로오스 대비 무게 별로 넣고 물이 제거될 때까지 충분히 분산시킨 뒤, 이를 진공상태, 80 ℃ 가혹한 조건에서 침전이 이루어지는 속도로 분산 안정성을 측정하였다.(1) The experimental method is the same as in Experimental Example 5, but the surface modifier is the same Span80: put the surface modifier synthesized with glycidol = 1: 3 by weight relative to each cellulose, sufficiently disperse until water is removed, and then Dispersion stability was measured at the rate at which precipitation occurs under harsh conditions of vacuum and 80 °C.

(2) 실험 결과는 도 9과 같았다. 도 9에서 셀룰로오스 대비 왼쪽부터 ① 0 wt%, ② 25 wt%, ③ 50 wt%, ④ 75 wt%, ⑤ 100 wt%, ⑥ 150 wt% 이다.(2) The experimental results were as shown in FIG. 9 . In FIG. 9, from the left compared to cellulose, ① 0 wt%, ② 25 wt%, ③ 50 wt%, ④ 75 wt%, ⑤ 100 wt%, and ⑥ 150 wt%.

(3) 상기 결과로부터 가장 분산력이 가장 적합한 것은 PTMG1000 기준 Span80 : 글리시돌 = 1:3으로 합성된 표면 개질제 셀룰로오스 대비 50 wt% 넣었을 경우(③)가 가장 분산 안정도가 높은 것으로 확인하였다.(3) From the above results, it was confirmed that the most suitable dispersing power was when 50 wt% of the surface modifier cellulose synthesized with PTMG1000 standard Span80: glycidol = 1:3 (③) had the highest dispersion stability.

실험예 7. 표면이 개질된 나노셀룰로오스의 양에 따른 열가소성 폴리우레탄의 DSC 측정Experimental Example 7. DSC measurement of thermoplastic polyurethane according to the amount of surface-modified nanocellulose

(1) 실험 방법은 PTMG 무게 대비 표면개질제가 첨가된 셀룰로오스 1 wt%. 2 wt%, 3wt%, 4wt% 및 control을 열가소성 폴리우레탄으로 제조한 후, 2 ~ 4 mg의 필름을 DSC에 넣고 - 70 ℃ ~ 240 ℃까지 승온 온도 10 ℃/min으로 온도를 올려준 후 3 번을 반복하여 2번째의 데이터를 추출하였다.(1) The experimental method was 1 wt% of cellulose with a surface modifier added to the weight of PTMG. After preparing 2 wt%, 3wt%, 4wt% and control with thermoplastic polyurethane, put 2 ~ 4 mg of film in DSC and raise the temperature to -70 ℃ ~ 240 ℃ at 10 ℃ / min. Repeatedly, the second data was extracted.

(2) 실험 결과는 도 10과 같았다. (2) The experimental results were as shown in FIG. 10 .

(3) 상기 결과로부터 열가소성 폴리우레탄의 amorphous의 물성에 해당하는 glass transition temperature이 셀룰로오스 함량에 증가함에 따라 감소하는 모습을 확인할 수 있었다. 이는 셀룰로오스가 첨가됨에 따라 amorphous의 entanglement에 영향을 끼쳤기 때문에 감소하는 모습을 보이는 것으로 판단되었고, 셀룰로오스가 첨가됨에 따라 melting temperature가 증가하는 이유는 셀룰로오스의 수산화기와 폴리우레탄 hard segment에 존재하는 우레탄 그룹의 카르보닐기가 안정적으로 수소결합을 이루고 복합재의 역할을 하기 때문이었다.(3) From the above results, it was confirmed that the glass transition temperature corresponding to the amorphous physical property of thermoplastic polyurethane decreased as the cellulose content increased. As cellulose was added, it was judged to decrease because it affected the entanglement of amorphous, and the reason why melting temperature increased as cellulose was added was because of the hydroxyl of cellulose and the urethane group present in the polyurethane hard segment. This is because the carbonyl group forms a stable hydrogen bond and acts as a composite material.

실험예 8. 표면이 개질된 나노셀룰로오스의 양에 따른 열가소성 폴리우레탄의 TGA 및 DTA 측정Experimental Example 8. Measurement of TGA and DTA of thermoplastic polyurethane according to the amount of surface-modified nanocellulose

(1) 실험 방법은 PTMG 무게 대비 표면개질제가 첨가된 셀룰로오스 1 wt%. 2 wt%, 3wt%, 4wt% 및 control을 열가소성 폴리우레탄으로 제조한 후, 7 ~ 8 mg를 pan위에 올린 후, 30 ℃ ~ 800 ℃까지 승온 온도 30 ℃/min로 증가시킨 후, 10분간 유지하여 무게가 감소하는 data를 얻었다.(1) The experimental method was 1 wt% of cellulose with a surface modifier added to the weight of PTMG. After preparing 2 wt%, 3 wt%, 4 wt% and control with thermoplastic polyurethane, put 7 ~ 8 mg on a pan, increase the temperature to 30 ℃ ~ 800 ℃ at 30 ℃ / min, and hold for 10 minutes Thus, the weight decrease data was obtained.

(2) 실험 결과는 도 11a 및 도 11b와 같았다.(2) The experimental results were as shown in FIGS. 11A and 11B.

(3) 상기 결과로부터 열가소성 폴리우레탄 필름의 셀룰로오스 함량 증가함에 따라 두 개의 분해온도가 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 이는 셀룰로오스의 수산화기와 폴리우레탄 hard segment에 존재하는 우레탄 그룹의 카르보닐기가 안정적으로 수소결합을 이루고 복합재의 역할을 하기 때문에 셀룰로오스 함량이 증가함에 따라 분해온도가 증가하는 것으로 확인할 수 있었다.(3) From the above results, it was confirmed that the two decomposition temperatures increased as the cellulose content of the thermoplastic polyurethane film increased. It was confirmed that the decomposition temperature increased as the cellulose content increased because the hydroxyl group of cellulose and the carbonyl group of the urethane group present in the polyurethane hard segment formed a stable hydrogen bond and acted as a composite material.

실험예 9. 표면이 개질된 나노셀룰로오스의 양에 따른 열가소성 폴리우레탄의 UTMExperimental Example 9. UTM of thermoplastic polyurethane according to the amount of surface-modified nanocellulose

(1) 실험 방법은 각 필름을 ASTM 규격 D638의 시편 제작의 규정에 맞게 제작하였으며, 이를 만능재료시험기의 인장강도 테스트를 통해 진행했다.(1) For the test method, each film was manufactured in accordance with the standards for specimen production of ASTM standard D638, and this was conducted through a tensile strength test of a universal testing machine.

(2) 실험 결과는 도 12와 같았다.(2) The experimental results were as shown in FIG. 12 .

(3) 상호작용 촉진제를 사용한 NC를 폴리올에 넣어 제조한 PU의 인장강도 측정 결과, 4% NC를 넣었을 때, 약 2배 정도의 인장강도 상승을 확인 할 수 있었다.(3) As a result of measuring the tensile strength of PU prepared by adding NC as an interaction promoter to polyol, it was confirmed that the tensile strength increased about twice as much when 4% NC was added.

(4) 상기 결과로부터 인장 변형률의 변화는 크게 존재하지 않았지만, 인장 응력이 2배 정도 증가하는 것을 확인할 수 있었고 이를 통해 셀룰로오스의 수산화기와 폴리우레탄 hard segment에 존재하는 우레탄 그룹의 카르보닐기가 안정적으로 수소결합을 이루고 복합재의 역할을 하기 때문에 셀룰로오스 함량이 증가함에 따라 인장강도에 영향을 끼치는 것을 확인할 수 있었다.(4) From the above results, there was no significant change in tensile strain, but it was confirmed that the tensile stress increased by about 2 times. Since it forms a composite material and serves as a composite material, it was confirmed that the tensile strength was affected as the cellulose content increased.

Claims (18)

나노셀룰로오스 표면개질제에 있어서,
상기 나노셀룰로오스 표면개질제는 글리시돌(glycidol)로 친수성기가 개환된 비이온성 계면활성제인, 나노셀룰로오스 표면개질제.
In the nanocellulose surface modifier,
The nanocellulose surface modifier is a nonionic surfactant in which a hydrophilic group is ring-opened with glycidol, a nanocellulose surface modifier.
제 1항에 있어서,
상기 비이온성 계면활성제는 탄소수 4 내지 25의 카르복시산 화합물, 탄소수 4 내지 25의 알코올 화합물 및 탄소수 4 내지 25의 아민 화합물 중 어느 하나 이상과 글리시돌의 개환반응에 의해 제조된 비이온성 계면활성제인, 나노셀룰로오스 표면개질제.
According to claim 1,
The nonionic surfactant is a nonionic surfactant prepared by a ring-opening reaction between at least one of a carboxylic acid compound having 4 to 25 carbon atoms, an alcohol compound having 4 to 25 carbon atoms, and an amine compound having 4 to 25 carbon atoms and glycidol, Nanocellulose surface modifier.
제 2항에 있어서,
상기 탄소수 4 내지 25의 카르복시산 화합물은 부틸릭산, 발레릭산, 카프로익산, 에나틱산, 카프릴릭산, 페라르고닉산, 카프릭산, 언데실릭산, 로우릭산, 트리데실릭산, 미리스틱산, 펜타데실릭산, 팔미틱산, 마가릭산, 스테아릭산, 노나데실릭산, 아라키틱산, 헨아이코실릭산, 베헤닉산, 트리코실릭산, 리그노세릭산, 알파-리놀렉닉산, 스테아리도닉산, 아이코사펜타에노익산, 도코사핵사에노익산, 리놀릭산, 감마-리놀릭산, 디호모-감마-리놀에니산, 아라키노닉산, 도코사테트라에노익산, 팔미톨레일산, 바세닉산, 파울리닉산, 올레인산, 엘라이딕산, 곤도익산, 에루식산, 너보닉산 및 미드산 중에서 선택되는 어느 하나 이상이며,
상기 탄소수 4 내지 25의 알코올 화합물은 부탄올, 펜탄올, 헥산올, 헵탄올, 옥탄올, 노난올, 데카놀, 언데카놀, 도데카놀, 트리데카놀, 테트라데카놀, 펜타데카놀, 팔미틸 알코올, 옥타데카놀, 노나데카놀, 아이코사놀, 헤네이코사놀, 도코사놀, 트리코사놀, 테트라코사놀 및 펜타코사놀 중에서 선택되는 어느 하나 이상이며,
상기 탄소수 4 내지 25의 아민 화합물은 부탄아민, 펜탄아민, 헥산아민, 헵탄아민, 옥탄아민, 노난아민, 데칸아민, 언데칸아민, 도데칸아민, 트리테칸아민, 테트라데칸아민, 펜타데칸아민, 헥사데칸아민, 헵타데칸아민, 옥타데칸아민, 노나데칸아민, 아이코산아민, 헨니코산아민, 도코산아민, 트리코산아민, 테트라코산아민 및 펜타코산아민 중에서 선택되는 어느 하나 이상인,
나노셀룰로오스 표면개질제.
According to claim 2,
The carboxylic acid compound having 4 to 25 carbon atoms is butyric acid, valeric acid, caproic acid, enatic acid, caprylic acid, ferragonic acid, capric acid, undecylic acid, lauric acid, tridecylic acid, myristic acid, pentadecyl Lyric acid, palmitic acid, margaric acid, stearic acid, nonadesilic acid, arachitic acid, heneicosilic acid, behenic acid, trichosilic acid, lignoceric acid, alpha-linolenic acid, stearidonic acid, icosapentaeno Iksan, docosahexaenoic acid, linolic acid, gamma-linoleic acid, dihomo-gamma-linoleic acid, arachinonic acid, docosatetraenoic acid, palmitoleic acid, vasenic acid, paulinic acid, oleic acid, At least one selected from elaidic acid, gondoic acid, erusic acid, nervonic acid, and mead acid,
The alcohol compound having 4 to 25 carbon atoms is butanol, pentanol, hexanol, heptanol, octanol, nonanol, decanol, undecanol, dodecanol, tridecanol, tetradecanol, pentadecanol, and palmityl alcohol. At least one selected from octadecanol, nonadecanol, eicosanol, heneicosanol, docosanol, tricosanol, tetracosanol, and pentacosanol,
The amine compound having 4 to 25 carbon atoms is butanamine, pentanamine, hexanamine, heptanamine, octanamine, nonanamine, decanamine, undecaneamine, dodecanamine, tritecanamine, tetradecaneamine, pentadecanamine, At least one selected from hexadecaneamine, heptadecanamine, octadecanamine, nonadecanamine, icosanoic acid amine, hennicosanamine, docosanamine, trichosanamine, tetrachosanoic acid amine, and pentacosanoic acid amine,
Nanocellulose surface modifier.
제 1항에 있어서,
상기 나노셀룰로오스 표면개질제는 하이퍼브랜치드폴리글리시돌(Hyerbranched polyglycidol, HBPG) 형태인, 나노셀룰로오스 표면개질제.
According to claim 1,
The nanocellulose surface modifier is a hyperbranched polyglycidol (Hyerbranched polyglycidol, HBPG) form, nanocellulose surface modifier.
제 1항에 있어서,
상기 나노셀룰로오스 표면개질제는 탄소수 4 내지 25의 카르복시산 화합물, 탄소수 4 내지 25의 알코올 화합물 및 탄소수 4 내지 25의 아민 화합물 중 어느 하나 이상과 글리시돌이 1 : 1 내지 30의 몰비로 반응하여 제조된 것인, 나노셀룰로오스 표면개질제.
According to claim 1,
The nanocellulose surface modifier is prepared by reacting at least one of a carboxylic acid compound having 4 to 25 carbon atoms, an alcohol compound having 4 to 25 carbon atoms, and an amine compound having 4 to 25 carbon atoms and glycidol in a molar ratio of 1: 1 to 30 Phosphorus, nanocellulose surface modifier.
제 5 항에 있어서,
상기 나노셀룰로오스 표면개질제는 탄소수 4 내지 25의 카르복시산 화합물과 글리시돌이 1 : 1 내지 8의 몰비로 반응하여 제조된 것인, 나노셀룰로오스 표면개질제.
According to claim 5,
The nanocellulose surface modifier is a nanocellulose surface modifier prepared by reacting a carboxylic acid compound having 4 to 25 carbon atoms with glycidol in a molar ratio of 1: 1 to 8.
제 1 항에 있어서,
상기 나노셀룰로오스 표면개질제는 수산화기가 1 내지 10개인, 나노셀룰로오스 표면개질제.
According to claim 1,
The nanocellulose surface modifier is a nanocellulose surface modifier having 1 to 10 hydroxyl groups.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항의 나노셀룰로오스 표면개질제의 제조 방법에 있어서, 상기 방법은
탄소수 4 내지 25의 카르복시산 화합물, 탄소수 4 내지 25의 알코올 화합물 및 탄소수 4 내지 25의 아민 화합물 중 어느 하나 이상과 촉매를 투입하는 단계;
30 분 내지 5시간 동안 80℃ 내지 120℃로 질소 퍼징하는 단계; 및
글리시돌을 투입 후 4 내지 48 시간 동안 반응시키는 단계;를 포함하는, 나노셀룰로오스 표면개질제의 제조방법.
In the method for preparing the nanocellulose surface modifier of any one of claims 1 to 7, the method
Injecting at least one of a carboxylic acid compound having 4 to 25 carbon atoms, an alcohol compound having 4 to 25 carbon atoms, and an amine compound having 4 to 25 carbon atoms and a catalyst;
Nitrogen purging at 80° C. to 120° C. for 30 minutes to 5 hours; and
A method for producing a nanocellulose surface modifier, comprising: reacting for 4 to 48 hours after adding glycidol.
표면이 개질된 나노셀룰로오스의 제조방법에 있어서, 상기 방법은
나노셀룰로오스 수용액과 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항의 나노셀룰로오스 표면개질제를 혼합하는 단계;
혼합 용액을 원심분리하는 단계; 및
원심 분리 후 다량의 물을 제거하는 단계;를 포함하는 표면이 개질된 나노셀룰로오스의 제조방법.
In the method for producing surface-modified nanocellulose, the method
Mixing the nanocellulose aqueous solution and the nanocellulose surface modifier of any one of claims 1 to 7;
Centrifuging the mixed solution; and
Method for producing nanocellulose with a modified surface comprising; removing a large amount of water after centrifugation.
제 9 항에 있어서,
상기 나노셀룰로오스 수용액에 포함된 나노셀룰로오스와 상기 나노셀룰로오스 표면개질제는 1 대 0.2 내지 3 의 중량비로 혼합되는 것인, 표면이 개질된 나노셀룰로오스의 제조방법.
According to claim 9,
The nanocellulose and the nanocellulose surface modifier contained in the nanocellulose aqueous solution are mixed in a weight ratio of 1 to 0.2 to 3, the method of producing a surface-modified nanocellulose.
제 9 항의 제조방법에 따라 제조된 표면이 개질된 나노셀룰로오스.
A surface-modified nanocellulose prepared according to the method of claim 9.
제 11 항에 있어서,
상기 표면이 개질된 나노셀룰로오스는 슬러리 형태인, 표면이 개질된 나노셀룰오스.
According to claim 11,
The surface-modified nanocellulose is in the form of a slurry, surface-modified nanocellulose.
제 11 항에 있어서,
상기 표면이 개질된 나노셀룰로오스는 상기 표면개질제와 나노셀룰로오스가 수소 결합으로 결합된 것인, 표면이 개질된 나노셀룰오스.
According to claim 11,
The surface-modified nanocellulose is one in which the surface modifier and the nanocellulose are bonded by a hydrogen bond, surface-modified nanocellulose.
나노셀룰로오스가 분산된 폴리올 고분자 매트리스의 제조방법에 있어서,
폴리올에 상기 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항의 나노셀룰로오스 표면개질제로 표면이 개질된 나노셀룰로오스를 분산, 주입 또는 첨가하는 단계;를 포함하는, 나노셀룰로오스가 분산된 폴리올 고분자 매트리스의 제조방법.
In the method for producing a polyol polymer mattress in which nanocellulose is dispersed,
Dispersing, injecting or adding nanocellulose whose surface is modified with the nanocellulose surface modifier of any one of claims 1 to 7 in a polyol; Method for producing a polyol polymer matrix in which nanocellulose is dispersed.
제 14 항에 있어서,
상기 방법은 혼합 용액에서 물을 제거하는 단계;를 더 포함하는, 나노셀룰로오스가 분산된 폴리올 고분자 매트리스의 제조방법.
15. The method of claim 14,
The method further comprises removing water from the mixed solution; a method for producing a polyol polymer mattress in which nanocellulose is dispersed.
제 14 항에 있어서,
상기 폴리올 고분자 매트리스 전체 중량에 상기 표면이 개질된 나노셀룰로오스는 폴리올 0.1 중량% 내지 10 중량%로 포함되는 것인, 나노셀룰로오스가 분산된 폴리올 고분자 매트리스의 제조방법.
15. The method of claim 14,
Method for producing a polyol polymer mattress in which nanocellulose is dispersed, wherein the surface-modified nanocellulose is included in 0.1% to 10% by weight of polyol based on the total weight of the polyol polymer mattress.
제 14 항에 따라 제조된 나노셀룰로오스가 분산된 폴리올 고분자 매트리스.
A polyol polymer mattress in which nanocellulose prepared according to claim 14 is dispersed.
제 17 항에 있어서,
상기 폴리올 고분자 매트리스는 인장강도 및 내열성이 향상된 것인, 폴리올 고분자 매트리스.
18. The method of claim 17,
The polyol polymer mattress has improved tensile strength and heat resistance, a polyol polymer mattress.
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